[发明专利]一种基于忆阻的四维超混沌电路

说明书

本发明请求保护一种基于忆阻的四维超混沌电路，所述四维超混沌电路包括第一超混沌电路、第二超混沌电路及第三超混沌电路，由三个AD633JN乘法器，三个LF347N放大器，一个忆阻器，九个电阻，三个电容构成。所述忆阻器由一个LF353N放大器，两个AD633JN放大器，三个电阻，一个电容构成。本实现电路简单，便于集成，该电路实现了一个超混沌电路。通过调节忆阻的权重值，就能使该混沌电路产生具有不同奇怪吸引子的混沌信号或者周期信号，还能表现出丰富有趣的动力学特性，如超混沌、长周期1轨道、瞬态超混沌等，因此该电路在混沌信号的产生以及保密通信中都有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于电子电工领域，尤其涉及混沌技术领域。

背景技术

超混沌，由于1979年首次提出，其具有两个正Lyapunov指数(LE)。与只有一个正LE的‘普通'混乱相比，超混沌可以表现出多方向扩展，从而导致其具有更复杂的动力学行为。因此，在许多工程中，超混沌通常被认为比常见的混沌更好。近几十年来，人们已经付出了许多努力来研究超混沌的生成和其电路实现。由蔡少棠教授预测的忆阻器是除电阻器，电容器和电感器以外的第四种基本电子元件。在2008年，相继报道了忆阻器的许多潜在的应用，如信息存储，神经形态电路和保密通信。预计在不久的将来，忆阻器在电子产品中发挥重要作用。由于忆阻器通常是一个非线性元件，这往往导致其复杂的动力学行为，因此研究人员越来越多的开始研究基于忆阻的电路。

发明内容

本发明旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种基于忆阻的四维超混沌电路。本发明的技术方案如下：

一种基于忆阻的四维超混沌电路，所述四维超混沌电路包括第一超混沌电路、第二超混沌电路及第三超混沌电路，第一超混沌电路的输出为x；第二超混沌电路具有两个输出端，分别为第一输出端y和第二输出端-y，第二输出端-y与忆阻器M1相连接，第三超混沌电路的输出为z；

所述第一超混沌电路为：第一通道输出x连接R1、第二通道输出y连接R2、第二通道输出y和第三输出z连接到乘法器U3输入端，U3输出端连接R3，并把R1、R2、R3另一端连接在放大器U1C的反相输入端，在放大器U1C的反相输入端和输出端连接电容C1；

所述第二超混沌电路为：第一通道输出x连接R4、第二通道输出-y连接忆阻器M1输入端、第一通道输出x和第三输出z连接到乘法器U4输入端，U4输出端连接R5，并把R4、R5、忆阻器M1输出端连接在放大器U1B的反相输入端，在放大器U1B的反相输入端和同相输入端之间连接电容C2，放大器U1B的输出端和放大器U1A的反向输入端之间连接有电阻R11，在放大器U1A的反相输入端和输出端之间连接有电阻R12；

所述第三超混沌电路为：第三通道输出z连接R7、第一通道输出x和第二输出y连接到乘法器U5输入端，U5输出端连接R8，并把R7、R8另一端连接在放大器U1D的反相输入端，在放大器U1D的反相输入端和同相输入端之间连接有电容C3。

进一步的，所述忆阻器M1具体为：输入端A和放大器U2A之间连接R20，在放大器U2A的反相输入端和输出端之间连接有电容C4，放大器U2A的输出端连接加法器U6的两个输入端，加法器U7的两个输入端分别连接U6的输出端和忆阻器M1的输入端A，加法器U7的输出端和忆阻的输出端B之间连接电阻R15，在忆阻的输入A和输出端B之间连接电阻R14。其中乘法器引脚X1、Y2接输入端，乘法器引脚X2、Y1、Z接地，引脚W为输出且W＝X1×Y2，引脚VS+、VS-接电源。

进一步的，所述忆阻器M1是一个两端元器件，流过他的电流i和它两端的电压v之间的伏安关系可表示为：

表示电压

是关于磁通的非线性函数，表示了磁通和电荷q的关系

是非线性函数，其表示为：a,b是两个正的参数。